Budapest University of Technology and Economics, Department of Applied Biotechnology and Food Science, Environmental Microbiology and Biotechnology Group
- Metals, semi-metals and their compounds
- cadmium
A technológia a fitoremediáció és a bioszén adagolás kombinációja. Mezokozmosz kísérlet során különböző alapanyagokból készült bioszén és fém akkumulációjára képes növények közös hatását vizsgálták kadmium szennyezés esetén. Míg a bioszén immobilizálja a fémszennyezést és javítja a talaj szén-dioxid megkötő kapacitását, addig a fitoremediáció javítja a talaj biokémiai és biológiai tulajdonságait.
A fitoremediáció és a bioszén együttes alkalmazására voltak már kísérletek kadmiummal szennyezett talaj remediációjára. Ebben az esettanulmányban azt vizsgálták, hogyan hat a bioszén és a fitoextrakció a kadmiummal szennyezett talaj biokémiai tulajdonságaira, valamint követték a pH hatását a bioszénnel kezelt talaj biológiai tulajdonságaira nézve. Az újdonság, maga a felismerés, hogy annak ellenére, hogy a vizsgált talajban a bioszén hatására lecsökkent a fitoextrakció hatékonysága, a fitoextrakció és a bioszén együttes alkalmazása javította a talaj biokémiai tulajdonságait. A remediáció optimalizálása során jelentős szerepe van a megfelelő bioszén kiválasztásának.
- complex application of more technologies
talaj összes széntartalma (TC)
talaj össze nitrogéntartalma (TN)
A technológia csak mezokozmosz kísérleti körülmények között valósult meg, ezért a költségek csak becsült értékek.
A bioszén és az alkalmazható növények piaci ára rendkívül alacsony, ellenőrző mérések nélkül a technológia igen olcsó.
A bioszén általában szerves hulladékból készül, így használata csökkenti a hulladék mennyiségét. A technológia két különböző eljárás előnyeit egyesíti és az eredményei alapján hasonló kombináció más szennyezőkre is hasznosnak bizonyulhat. Míg a fitoremediáció hatására javulnak a talaj biokémiai tulajdonságai, addig a bioszén hozzáadása immobilizálja a kadmium szennyezést.
Az eddigi eredmények alapján egyértelmű következtetések nem vonhatóak le, a bioszén pozitív hatásainak háttere nem teljesen tisztázott.A technológia alkalmazásához további vizsgálatok szükségesek.
További kísérletek során a technológiák kombinációja más szennyezőkre is hasznosnak bizonyulhat.
Nem megfelelő összetételű bioszén még jobban elszennyezheti a kezelt talajt.
A fitoextrakció és bioszén adagolás kombinációjából álló technológiát egy Kínában található hulladéklerakó mellől vett, kadmiummal szennyezett talajminta remediációjára használták. A mintát 0,5hektáros területen vették a talaj felületi rétegéből, összesen 50kg földet gyűjtve. Szárítás és szitálás után 12 különböző mérési elrendezést készítettek. 12db 10cm mély edényből hatba ültettek fémakkumuláló tulajdonságú Amaranthus tricolor-t, hatba nem. Két edény esetében baromfitrágya alapú(3% m/m), kettőnél eukaliptusz alapú(3% m/m), kettőnél pedig baromfitrágya-eukaliptusz(1,5-1,5% m/m) keverék alapú bioszenet kevertek a földhöz. A bioszén pH módosító hatásának vizsgálatára CaO adagolásával két-két edényben a pH-t a bioszén adagolás esetével azonosra állították be. A maradék két edény kontroll talajként szolgált a mérések során.
60nap elteltével a talajokat begyűjtötték és a különböző elrendezéseket összehasonlították a talajlégzés, mikrobiális biomassza, metabolikus kvóciens és különböző enzimek aktivitásának meghatározásával. Az eredmények alapján a talajlégzés bioszén típustól függően 48-90%-kal magasabbnak adódhat növények jelenlétében és a vizsgált enzimek aktivitása szintén nőtt alkalmazásukkal. A mikrobiális biomassza értéke 28-35%-kal nőtt a növényekkel beültetett edényekben, ugyancsak az alkalmazott bioszén típusától függően. Ezzel szemben a metabolikus kvóciens értékét a növény jelenléte nem változtatta meg.
A bioszén hozzáadás minden esetben több mint egy egységgel növelte a talaj pH értékét és a metabolikus kvócienst is, valamint a béta-glükozaminidáz enzim kivételével növelte az enzimaktivitást is. A legkedvezőbb eredményeket a kevert bioszénnel végzett kísérlet szolgáltatta.
A kísérlet alátámasztja azon korábbi megállapítást, hogy a növénytakaró javítja a talaj biokémiai és biológiai tulajdonságait és bizonyítja, hogy bioszén adagolásával csökkenthető a biológiailag hozzáférhető toxikus kadmium mennyiség. Utóbbit CaCl-os és DTPA-s extrakció is bizonyított
Huanping Lu, Zhian Li, Shenglei Fu, Ana Méndez, Gabriel Gascó, Jorge Paz-Ferreiro: Combining phytoextraction and biochar addition improves soil biochemical properties in a soil contaminated with Cd, Chemosphere 119. 209–216, 2015
Huanping Lu, Zhian Li, Shenglei Fu, Ana Méndez, Gabriel Gascó, Jorge Paz-Ferreiro: Combining phytoextraction and biochar addition improves soil biochemical properties in a soil contaminated with Cd, Chemosphere 119. 209–216, 2015
Huanping Lu, Zhian Li, Shenglei Fu, Ana Méndez, Gabriel Gascó, Jorge Paz-Ferreiro: Can Biochar and Phytoextractors Be Jointly Used for
Cadmium Remediation?, PLOSONE, Volume 9, Issue 4, 2014
Jorge Paz-Ferreiro, Huanping Lu, Shenglei Fu, Ana Méndez, Gabriel Gascó: Use of phytoremediation and biochar to remediate heavy metalpolluted soils: a review, Solid Earth, 5, 65–75, 2014